Taller interes simple y compuesto mediante cas (sistem algebra computer) presenta: julio olvera olvera introduccióN



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TALLER

INTERES SIMPLE Y COMPUESTO MEDIANTE CAS
(SISTEM ALGEBRA COMPUTER)


PRESENTA: JULIO OLVERA OLVERA

INTRODUCCIÓN:

Este taller está orientado para trabajar en el tema de porcentajes en tercer grado de secundaria aunque podría ser aplicado también en bachillerato. Los docentes pueden reflexionar sobre el uso de la tecnología para la enseñanza de las matemáticas, el dilema casi siempre se presenta el ¿Cómo evaluar estas actividades en los alumnos con el uso de la tecnología?, podemos decir que si el maestro no tiene conocimiento del manejo del CAS, no identifica los momentos en los cuales puede evaluar su desempeño tanto del alumno como del propio maestro y esto si es fundamental, conocer el manejo del CAS. Existen dos ambientes de trabajo con CAS, uno es directamente con la calculadora y otro es con el emulador que se puede instalar en la computadora, ellos son ambientes muy fáciles de trabajar, en este momento se cuenta con 20 calculadoras simbólicas que se pueden facilitar en el taller, y además tenemos una presentación para conocer la herramienta y trabajar en ella. Los docentes exploran cómo conjeturan los estudiantes, cómo desarrollan sus capacidades y cómo aplican sus propias habilidades para dar soluciones a todo tipo de problemas; y evaluar su “avance matemático”, dándole mayor importancia a el desarrollo de sus capacidades de explicar, justificar y validar o refutar sus resultados, así como la formación de actitudes. Como lo muestra la Figura 1.



Fig. 1 Alumnos interactuando con el CAS

En una entrevista con el fundador de T³ Waits1 (1996), recomienda:

“Antes de hacer uso de la tecnología, los estudiantes deben comprender los temas fundamentales, trabajándolos con lápiz y papel. Además, es necesario balancear el currículo; por un lado, incrementar los requerimientos para desarrollar las habilidades mentales necesarias para calcular y estimar; y por el otro, reconocer el papel de la tecnología como una herramienta que en la actualidad es esencial en el aprendizaje de las matemáticas.”

Es por ello que el papel de las calculadoras, computadoras y, en general, de las nuevas tecnologías, va más allá de ser una simple herramienta que ayude al ser humano a realizar sus actividades con economía de tiempo y dinero, así como de esfuerzo cognitivo; ellas modifican el pensamiento de quien las usa. Algunos autores las han llamado instrumentos de mediación, medios donde se puede efectuar el pensamiento y desarrollar aprendizaje de conceptos matemáticos.

JUSTIFICACIÓN:

Aprender Matemática, Haciendo Matemática es una propuesta de enseñanza centrada en el estudiante cuyos objetivos principales son desarrollar un pensamiento matemático, habilidades de resolución de problemas y la capacidad de utilizar la tecnología, al mismo tiempo que se fomentan valores humanos como la tolerancia y la equidad2.

Tomando en cuenta los conocimientos operacionales que el alumno tiene y orientándolos a resolver problemas que impliquen el cálculo de porcentaje utilizando adecuadamente la expresión fraccionaria o decimal esperamos que los alumnos encuentren la forma de resolver problemas dándoles un uso correcto.

La propuesta de introducción del CAS en tercer grado de secundaria, donde se pueden abordar distintos temas tanto aritméticos como algebraicos donde los alumnos empezaran a plantear ecuaciones lineales y darle la utilidad infinita que tiene el CAS.

El manejo del CAS se da paulatinamente como se desarrollen las hojas de trabajo que se presentan o se da un curso introductorio presentado por EMAT3 Por lo tanto aunque deseable, no es necesario que los alumnos tengan experiencia en su uso; pero la gran habilidad que los alumnos poseen por la tecnología los lleva a explorar más allá de lo que el docente los haya guiado en el uso y manejo del CAS, la parte interesante aquí es que el docente conduzca a los alumnos a la reflexión de los planteamientos en la hojas de trabajo.


Matemáticas Tercer grado

Eje temático. Manejo de la información

Tema. Análisis de la información

Subtema o contenido matemático. Porcentajes

Conocimientos y habilidades.

Tomando en cuenta los conocimientos operacionales que el alumno tiene y orientándolos a resolver problemas que impliquen el cálculo de porcentaje utilizando adecuadamente la expresión fraccionaria o decimal.



Orientaciones didácticas

Para poder desarrollar esta habilidad tomemos en cuenta que es un campo de trabajo privilegiado por su amplio uso en la vida diaria, tales como el cálculo del IVA, el aumento o descuentos de precios el aumento de salarios, las operaciones bancarias, etc., para profundizar en este tema. Los tipos de problemas que se pueden plantear son:

Aplicar el porcentaje de descuento a una cantidad: ¿Cuánto es el 12% () de descuento de 250?

Determinar qué porcentaje representa una cantidad respecto a otra:

• ¿Qué porcentaje es 25 de 500?

Determinar la base de un porcentaje (desglosar el IVA):

• Si 1,725 es el total a pagar, incluido el 15% de IVA, ¿cuál es la cantidad sin IVA? Es recomendable en lo posible plantear a los alumnos problemas en los que el porcentaje es mayor que 100, como el siguiente:

• Un pescador traslada y vende su pescado en $12.50 el kilogramo en la central de abastos de la ciudad de México. En el supermercado se vende a $ 32.00 el kilogramo. ¿En qué porcentaje se incrementa el precio?


• En un centro comercial ofrecen una motoneta con un descuento del 25% por fin de año, si el precio final es de $ 12,500.00 ¿Cual era el precio antes del descuento?

Estos y otros problemas serán abordados en esta propuesta didáctica.


Porcentajes actividad 1

Conocimientos y habilidades: Para iniciar con tema es necesario que el alumno recuerde el algoritmo de la forma de obtener porcentajes y se puede apoyar con la calculadora.
Intenciones didácticas:

Que con la ayuda de la calculadora si es necesario, los alumnos utilicen diversos procedimientos para aplicar el porcentaje a cualquier cantidad.


Consigna: Se recomienda el trabajo en equipos, para realizar la siguiente actividad:


%

De 100

10




25




75




90








%

De 1200

15




28




75




135










%

De 500

25




50




75




110




%

De 2000

25




85




150




200





Consideraciones previas:
Es posible que algunos alumnos obtengan el 50% considerando la mitad de la cantidad, el 25% considerando la cuarta parte, etcétera. Si esto no ocurre, el maestro puede proponer estas relaciones como procedimientos directos para aplicar un porcentaje a una cantidad. También es conveniente que el alumno identifique que el 200% es dos veces la cantidad, el 300 % es tres veces la cantidad, etcétera; y que en general al aplicar un porcentaje mayor del 100, se obtiene una cantidad mayor a la propuesta.
Porcentajes actividad 2

Conocimientos y habilidades: Que los alumnos resuelvan problemas que impliquen el cálculo de porcentaje utilizando adecuadamente la expresión fraccionaria o decimal.
Intenciones didácticas:

Que los alumnos utilicen diversos procedimientos para encontrar el porcentaje que representa una cantidad respecto a otra.


Consigna:

Reunidos en equipos resuelvan el siguiente problema:

En un grupo hay 35 alumnos. Si un día asistieron únicamente 28, ¿qué porcentaje faltó a clase ese día?
Consideraciones previas:

En el análisis del problema debe quedar claro que lo que se busca es qué porcentaje representa 7 respecto a 35 y no qué porcentaje representa 28 respecto a 35, este es un error muy común en los estudiantes.

Si los alumnos tienen dificultades para abordar el problema, una sugerencia podría ser el establecimiento de una relación de proporcionalidad mediante una regla de tres: 35 es a 100 como 7 es a x; contenido trabajado con anterioridad. Una vez que los alumnos se familiarizan con un procedimiento conviene que prueben su funcionalidad con otros problemas similares.

Un ejercicio complementario para trabajar este contenido podría ser el llenado de las siguientes tablas:




Qué % es

Respecto a:

%

2.5

5




3.2

16




2.5

10




Qué % es

Respecto a:

%

30

150




240

400




1200

1500







Porcentajes actividad 3
Conocimientos y habilidades: Resolver problemas que impliquen el cálculo de porcentaje utilizando adecuadamente la expresión fraccionaria o decimal.
Intenciones didácticas:

Que los alumnos utilicen diversos procedimientos para determinar la base de un porcentaje en la resolución de problemas.


Consigna. Reunidos en equipos, resuelvan el siguiente problema:
1.- En la compra de un televisor se pagó $3220.00, incluido el 15% de IVA. ¿Cuál es el precio del televisor sin IVA?
Consideraciones previas:

Si los alumnos tienen dificultades para abordar el problema, una sugerencia podría ser el establecimiento de una ecuación: x + 0.15x = 3220 o bien 1.15x = 3220; contenido trabajado con anterioridad. El asunto es entender que 3220 representa el 115% y se quiere saber el 100%.

Para el siguiente problema es necesario apoyarse con la calculadora y con la ayuda del maestro del grupo para aclarar dudas y/o dar sugerencias.

2.- Tres personas compraron el mismo televisor en tiendas diferentes. Los precios se describen a continuación:


Tienda 1: $ 3000.00 precio de lista y un descuento del 35%

Tienda 2: $ 2300.00 precio final, incluido el IVA. No tenía descuento.

Tienda 3: $3400.00 precio de lista y un descuento de $1564.00

Realiza los cálculos necesarios para completar la tabla siguiente.



Tienda

Precio de lista sin IVA

Con IVA (15%)

Subtotal (precio de lista + IVA)

Descuento en porcentaje

Descuento en pesos

Precio final (subtotal menos descuento)

1

$3000.00







35%







2













$0.00

$ 2300.00

3

$3400.00










$1564.00





Porcentajes actividad 4

Conocimientos y habilidades: Interpretar y comparar las representaciones gráficas de crecimiento aritmético o lineal y el crecimiento geométrico o exponencial de diversas situaciones.
Intenciones didácticas: Que los alumnos comparen el comportamiento de un crecimiento exponencial con uno lineal mediante la visualización de tablas y gráficas.
Consigna: En equipo, resuelvan el siguiente problema: Un señor quiere organizar la fiesta de quince años de su hija Lupita. Le faltan $25 000.00 para todos los gastos extras que se presenten y para obtener ese dinero tiene dos opciones, el banco PIERDEMEX les presta esa cantidad con un interés simple del 9% bimestral, mientras que el banco ATRACOMER les ofrece la misma cantidad con un interés compuesto del 8% bimestral. Si tiene planeado pagar el préstamo junto con los intereses al término de 12 bimestres, completen la siguiente tabla y contesten lo que se pide.





PIERDEMEX

ATRACOMER


Bimestres

Préstamo inicial



Int. Simple

9%



Adeudo total

Préstamo inicial



Int. Compuesto

8%



Adeudo total

0

$25,000

$0.00

$25,000

$25,000

$0.00

$25,000

1

$25,000

$2,250.00

$27,250

$25,000

$2,000.00

$27,000

2

$25,000

$2,250.00

$29,500

$27,000

$2,160.00

$29,160

3

$25,000

$2,250.00

$31,750

$29,160

$2,332.80

$31,492.80

4

$25,000

$2,250.00

$34,000

$31,492.80







5

$25,000

$2,250.00

$36,250










6

$25,000

$2,250.00

$38,500










7

$25,000

$2,250.00

$40,750










8

$25,000

$2,250.00

$43,000










9

$25,000

$2,250.00

$45,250










10

$25,000

$2,250.00

$47,500










11

$25,000

$2,250.00













12

$25,000

$2,250.00















  1. ¿En cuál banco le conviene pedir el préstamo? _________________________

  2. ¿Cuánto más tendrían que pagar de intereses en el Banco que no les conviene, al término del plazo fijado? _________________________________

  3. ¿Que diferencias encuentras entre un banco y el otro?____________________

______________________________________________________________________________________________________________________________

Consideraciones previas: Una vez que se discutan ampliamente las respuestas es importante concluir bien, que en el caso del interés simple, a tiempos iguales corresponden crecimientos iguales ($2 250.00 cada bimestre) mientras que en el caso del interés compuesto los intereses pasan a formar parte del adeudo total, el cual vuelve a generar nuevos intereses. Llámese al primer crecimiento aritmético o lineal y al segundo geométrico o exponencial.

Es muy probable que para calcular las cantidades que corresponden al banco ATRACOMER los alumnos hagan lo siguiente: calculen el 8% de 25 000 y sumen este resultado (2 000) con 25 000. Para el siguiente renglón calcularán el 8% de 27 000 y así sucesivamente.

Si a ningún equipo se le ocurre, habrá que explicarles que una manera abreviada de calcular el 8% de 25 000 y a la vez sumar el porcentaje con 25 000, consiste en efectuar el siguiente producto: 25 000 x 1.08 = 27 000, esta última cantidad se vuelve a multiplicar por 1.08 y así sucesivamente. La razón es que en 1.08 está incluido el 100% más el 8%.
Una característica que hay que enfatizar en estos tipos de crecimiento es que mientras en el aritmético la diferencia entre cualesquier pareja de valores consecutivos es una constante ($2 250.00), en el geométrico o exponencial, el cociente entre cualesquier pareja de valores consecutivos, es una constante (1.08).

Si el profesor considera pertinente puede llegar junto con los estudiantes a la fórmula de un crecimiento exponencial:



Cn = C0 (1 + p)n para n = 1, 2, 3,...
Donde C es una cantidad que crece a una tasa constante p por periodo de tiempo y se denotan por C0 su valor inicial y por C1, C2, C3,...su valor al cabo de 1, 2, 3,...periodos.

Porcentajes actividad 5

Conocimientos y habilidades: Interpretar y comparar las representaciones gráficas de crecimiento aritmético o lineal y geométrico o exponencial de diversas situaciones.
Intenciones didácticas: Que los alumnos comparen los comportamientos de las gráficas de los crecimientos exponencial y aritmético.
Consigna: Reunidos en equipos analicen las siguientes gráficas que representan los crecimientos de los adeudos en los bancos Pierdemex y Atracomer estudiados en la sesión anterior. Posteriormente contesten lo que se pide.


  1. La gráfica del adeudo en el banco Pierdemex representa un crecimiento aritmético y la del banco Atracomer un crecimiento exponencial. ¿Qué diferencias notan entre ambas gráficas? ____________________________ _______________________________________________________________

  2. ¿A qué obedecen esas diferencias? _____________________________ _______________________________________________________________

  3. ¿A partir de qué bimestre es notable la diferencia entre ambos adeudos? _______________________________________________________________

  4. Prolonguen las gráficas y anticipen los adeudos totales en ambos bancos al cabo de 15 bimestres.

PIERDEMEX: _______________ ATRACOMER: __________________
Consideraciones previas: Es importante que los alumnos adviertan que el crecimiento aritmético se representa con una recta, ya que a tiempos iguales corresponden crecimientos iguales mientras que el crecimiento exponencial es una línea curva que cada vez más aumenta su pendiente, debido a que los incrementos bimestrales cada vez son mayores.

Una vez que los alumnos advierten el comportamiento de las gráficas, es importante que anticipen otros valores prolongando dichas gráficas y respetando los comportamientos, lo anterior es necesario para contestar la pregunta c). Dadas las cantidades indicadas en el eje vertical, seguramente las respuestas son aproximaciones a los valores exactos, el monto del adeudo total en el banco Pierdemex debe oscilar entre los $58000 y $60000 y el adeudo para el banco Atracomer será alrededor de los $80 000.

Es importante que los alumnos continúen explorando diversas situaciones en las que intervenga el crecimiento exponencial, para lo cual se puede proponer la siguiente situación problemática:

NOMBRE DEL ALUMNO:______________________________________NO. DE LISTA:____

PROFR.: JULIO OLVERA OLVERA _______


HOJA DE TRABAJO NO. 1


I Instrucciones:

Con la ayuda de la calculadora si es necesario, encuentren las cantidades correspondientes al porcentaje indicado de la cantidad superior.




%

De 100

10




25




75




90








%

De 1200

15




28




75




135










%

De 500

25




50




75




110




%

De 2000

25




85




150




200



En las siguientes tablas, falta una cantidad del lado derecho que representa el porcentaje izquierdo de la cantidad del centro. Encuéntrenla.




Qué % es

Respecto a:

%

2.5

5




3.2

16




2.5

10




Qué % es

Respecto a:

%

30

150




240

400




1200

1500







Describan su procedimiento que utilizaron para encontrar sus respuestas correctamente_______________________________________________________________________________________________________________________________
¿Encontraron alguna formula para resolver cualquier ejercicio de porcentajes?_______

Si es afirmativa su respuesta, ¿Cuál sería? __________________________________


II Instrucciones: En equipos y con el apoyo de la calculadora y tu maestro resuelvan los siguientes problemas.

1.- En la compra de un televisor, Andrés pagó $3,220.00, incluido el 15% de IVA. ¿Cuál es el precio del televisor sin IVA?_____________________________________

_____________________________________________________________________
2.- Tres personas compraron el mismo televisor en tiendas diferentes. Los precios se describen a continuación:
Tienda 1 FAMSA: $ 3000.00 precio de lista y un descuento del 35%

Tienda 2 ELECTRONICA MARY: $ 2300.00 precio final, incluido el IVA. No tenía descuento.

Tienda 3 LIVERPOOL: $3400.00 precio de lista y un descuento de $1564.00

Realiza los cálculos necesarios para completar la tabla siguiente.



Tienda

Precio de lista sin IVA

Con IVA (15%)

Subtotal (precio de lista + IVA)

Descuento en porcentaje

Descuento en pesos

Precio final (subtotal menos descuento)

1

$3000.00








35%







2











0%

$0.00

$ 2300.00

3

$3400.00











$1564.00



¿Qué tienda da el precio final más bajo? ____________________________________


¿Qué tienda da el precio más alto y porqué?__________________________________
¿Conviene la tienda que no da descuento?______ ¿Porqué? ____________________

HOJA DE TRABAJO NO. 2



I Instrucciones: En equipo y con el auxilio de la calculadora, resuelvan el siguiente problema:
La familia Chavarría Olguín, quiere organizar la fiesta de quince años de su hija Lupita. Pero les faltan $25 000.00 para todos los gastos extras que se presenten y para obtener ese dinero tiene dos opciones, El Banco PIERDEMEX les presta esa cantidad con un interés simple del 9% bimestral, mientras que el banco ATRACOMER les ofrece la misma cantidad con un interés compuesto del 8% bimestral. Si tienen planeado pagar el préstamo junto con los intereses al término de 12 bimestres, completen la siguiente tabla y contesten lo que se pide.





PIERDEMEX

ATRACOMER


Bimestres

Préstamo inicial



Int. Simple

9%



Adeudo total

Préstamo inicial



Int. Compuesto

8%



Adeudo total

0

$25,000

$0.00

$25,000

$25,000

$0.00

$25,000

1

$25,000

$2,250.00

$27,250

$25,000

$2,000.00

$27,000

2

$25,000

$2,250.00

$29,500

$27,000

$2,160.00

$29,160

3

$25,000

$2,250.00

$31,750

$29,160

$2,332.80

$31,492.80

4

$25,000

$2,250.00




$31,492.80







5

$25,000

$2,250.00













6

$25,000
















7

$25,000
















8

$25,000
















9

$25,000
















10

$25,000
















11

$25,000
















12

$25,000
















13

$25,000
















14

$25,000
















15

$25,000


















  1. ¿En cuál banco le conviene pedir el préstamo? _________________________

  2. ¿Cuánto más tendrían que pagar de intereses en el Banco que no les conviene, al término del plazo fijado? _________________________________

  3. ¿Que diferencias encuentras entre un banco y el otro?____________________

_________________________________________________________________________________________________________________________________________
II Instrucciones: En equipos analicen la siguiente gráfica que representan los crecimientos de los adeudos en los bancos Pierdemex y Atracomer estudiados en la sesión anterior. Posteriormente contesten lo que se pide.


  1. La gráfica del adeudo en el banco Pierdemex representa un crecimiento aritmético y la del banco Atracomer un crecimiento exponencial. ¿Qué diferencias notan entre ambas gráficas? ____________________________ _______________________________________________________________

  2. ¿A qué obedecen esas diferencias? _____________________________ _______________________________________________________________

  3. ¿A partir de qué bimestre es notable la diferencia entre ambos adeudos? _______________________________________________________________

  4. Prolonguen las gráficas y anticipen los adeudos totales en ambos bancos al cabo de 15 bimestres.

PIERDEMEX: _______________ ATRACOMER: __________________

Firma del alumno:


_______________________________


1 T 3 (T cubica) fue fundada en La Universidad Estatal de Ohio por los Profesores Demana Frank y Bert Waits. In the summer of 1988 they offered three one-week courses for teachers to learn how to use the power of computer and graphing calculator visualizations to enhance the teaching and learning of pre-calculus mathematics (pre-calculus is the course in US high schools typically preceding a calculus course). En el verano de 1988 ofrecieron cursos a profesores para aprender a utilizar la calculadora simbólica para mejorar la enseñanza y el aprendizaje del cálculo matemático (pre-cálculo), es el curso en EE.UU.

T 3 ofrece el mejor programa de desarrollo profesional para el uso apropiado de la tecnología educativa en la enseñanza y el aprendizaje de las matemáticas y la ciencia en todo el mundo. There are now T 3 courses covering mathematics and science topics from primary school through high school and university.




2 Retomado del taller “Aprender Matemática, Haciendo Matemática”:
Sketchpad en la modelación, el caso del cuadrado de una suma impartido por Ángel Homero Flores Samaniego Colegio de Ciencias y Humanidades, UNAM-México y Estela Villeda Mendoza Esc. Sec. Federalizada Quetzalcoatl No 53 (26 nov. 2007, Jalapa, Ver.)


3. El propósito fundamental de Emat y Efit es mostrar la viabilidad de mejorar la calidad de la enseñanza de las matemáticas y las ciencias en escuelas secundarias introduciendo los medios informáticos a las prácticas escolares con base en el currículo de las asignaturas correspondientes. La asesoría académica para el diseño, montaje experimental y evaluación de ambos proyectos estuvo a cargo de investigadores del Departamento de Matemática Educativa. (CINVESTAV)




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